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力学超结构设计方法研究进展
被引量：
1
1
作者
姚谦
杨钊
+5 位作者
王昕
翟智
李振
耿新宇
李秉洋
王鹏飞
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第8期974-1000,共27页
力学超结构是具有超常力学性能的人工设计结构,其独特属性主要来自特殊设计的代表性单元的拓扑结构,其数学基础、超常特性、工程制造、多功能集成与应用近年来受到广泛关注.为优化力学超结构设计流程、确定未来趋势与潜在跨学科创新,该...
力学超结构是具有超常力学性能的人工设计结构,其独特属性主要来自特殊设计的代表性单元的拓扑结构,其数学基础、超常特性、工程制造、多功能集成与应用近年来受到广泛关注.为优化力学超结构设计流程、确定未来趋势与潜在跨学科创新,该文聚焦力学超结构基本设计理念与研究进展,探讨了优化方向.首先,按照正向设计与逆向设计概念针对力学超结构设计方法进行分类;其次,针对正向设计分类型探讨周期性超结构、表面缺陷超结构与数学模型启发超结构设计方法的设计原理、适用领域与优化方向,针对逆向设计分析了各类优化算法与学习算法近年在力学超结构领域取得的进展与存在的问题;最后,对开放性问题与未来挑战进行了总结.
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关键词
力学超结构
点阵结构
折纸
极小曲面
逆向设计
机器学习
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职称材料
高强韧仿生螺旋复合材料超结构设计与分析
2
作者
王昕
李振
+3 位作者
季海波
杨宏俊
李秉洋
王鹏飞
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第8期1106-1116,共11页
随着人类航天活动的日益频繁,轨道空间环境不断恶化,提升航天器结构强度和韧性具有重要的现实意义.该文设计了具有中面对称特性的高强韧仿生螺旋复合材料超结构,开发了相应的热压制备工艺.通过准静态压痕性能测试,以荷载⁃位移曲线、峰...
随着人类航天活动的日益频繁,轨道空间环境不断恶化,提升航天器结构强度和韧性具有重要的现实意义.该文设计了具有中面对称特性的高强韧仿生螺旋复合材料超结构,开发了相应的热压制备工艺.通过准静态压痕性能测试,以荷载⁃位移曲线、峰值力、失效位移、刚度与能量吸收为关键力学指标,分别在37层与73层下对正交、准各向同性以及5°,10°,20°螺旋铺层的碳纤维增强复合材料(carbon fibre reinforced polymer,CFRP)超结构进行了性能表征,并分析了破坏模式与失效机理.研究结果表明:相较于传统铺层方法,采用对称螺旋铺层方式能够有效减小层间应力,显著提升超结构的准静态压痕性能;尤其是当螺旋角设定为10°时,超结构在峰值载荷和能量吸收方面得到了卓越的性能提升.该研究成果不仅为航天领域内高性能复合材料超结构的设计与制造提供了理论支持,同时也为其实际应用奠定了实践基础.
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关键词
碳纤维增强复合材料
仿生螺旋铺层设计
准静态压痕性能
航天器
超结构
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职称材料
着角与攻角联合作用下薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能
3
作者
季海波
王昕
+4 位作者
苏金波
李振
王鹏飞
巨圆圆
卢天健
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第2期184-196,共13页
为探究着角和攻角对薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能的影响,建立了三维有限元仿真模型,对4 mm厚芳纶层合板在着角单独作用下以及着/攻角联合作用下的弹道行为进行了计算.通过弹丸的剩余速度、靶板的极限弹道速度及穿孔能量阈值反映了芳纶...
为探究着角和攻角对薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能的影响,建立了三维有限元仿真模型,对4 mm厚芳纶层合板在着角单独作用下以及着/攻角联合作用下的弹道行为进行了计算.通过弹丸的剩余速度、靶板的极限弹道速度及穿孔能量阈值反映了芳纶层合板的抗侵彻性能,分析了其在不同工况下的变形与破坏机理.结果表明:薄芳纶层合板的弹道极限速度随初始着角的增加先减小后增大;随着入射速度的增大和初始着角的减小,着角改变量和攻角改变量均有减小的趋势;对于固定的着角,负攻角不利于子弹侵彻,正攻角有利于侵彻.
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关键词
着角
攻角
芳纶层合板
平头弹
弹道极限速度
穿孔能量阈值
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职称材料
题名
力学超结构设计方法研究进展
被引量：
1
1
作者
姚谦
杨钊
王昕
翟智
李振
耿新宇
李秉洋
王鹏飞
机构
西安交通大学空间智能制造
研究
中心
中国航天科技创新研究院先进材料与能源研究中心
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第8期974-1000,共27页
基金
国家自然科学基金(U22B2013,12402407)
北京市科技新星项目(20230484287)。
文摘
力学超结构是具有超常力学性能的人工设计结构,其独特属性主要来自特殊设计的代表性单元的拓扑结构,其数学基础、超常特性、工程制造、多功能集成与应用近年来受到广泛关注.为优化力学超结构设计流程、确定未来趋势与潜在跨学科创新,该文聚焦力学超结构基本设计理念与研究进展,探讨了优化方向.首先,按照正向设计与逆向设计概念针对力学超结构设计方法进行分类;其次,针对正向设计分类型探讨周期性超结构、表面缺陷超结构与数学模型启发超结构设计方法的设计原理、适用领域与优化方向,针对逆向设计分析了各类优化算法与学习算法近年在力学超结构领域取得的进展与存在的问题;最后,对开放性问题与未来挑战进行了总结.
关键词
力学超结构
点阵结构
折纸
极小曲面
逆向设计
机器学习
Keywords
mechanical metastructure
lattice structure
origami
TPMS
inverse design
machine learning
分类号
O347 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
高强韧仿生螺旋复合材料超结构设计与分析
2
作者
王昕
李振
季海波
杨宏俊
李秉洋
王鹏飞
机构
中国航天科技创新研究院先进材料与能源研究中心
中国
运载火箭技术
研究院
北京大学工学院
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第8期1106-1116,共11页
基金
国家自然科学基金(12402407,U22B2013)
北京市科技新星项目(20230484287)。
文摘
随着人类航天活动的日益频繁,轨道空间环境不断恶化,提升航天器结构强度和韧性具有重要的现实意义.该文设计了具有中面对称特性的高强韧仿生螺旋复合材料超结构,开发了相应的热压制备工艺.通过准静态压痕性能测试,以荷载⁃位移曲线、峰值力、失效位移、刚度与能量吸收为关键力学指标,分别在37层与73层下对正交、准各向同性以及5°,10°,20°螺旋铺层的碳纤维增强复合材料(carbon fibre reinforced polymer,CFRP)超结构进行了性能表征,并分析了破坏模式与失效机理.研究结果表明:相较于传统铺层方法,采用对称螺旋铺层方式能够有效减小层间应力,显著提升超结构的准静态压痕性能;尤其是当螺旋角设定为10°时,超结构在峰值载荷和能量吸收方面得到了卓越的性能提升.该研究成果不仅为航天领域内高性能复合材料超结构的设计与制造提供了理论支持,同时也为其实际应用奠定了实践基础.
关键词
碳纤维增强复合材料
仿生螺旋铺层设计
准静态压痕性能
航天器
超结构
Keywords
carbon fibre reinforced polymer
bio-inspired helicoidal lay-up design
quasi-static indentation property
spacecraft
metastructure
分类号
V25 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
着角与攻角联合作用下薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能
3
作者
季海波
王昕
苏金波
李振
王鹏飞
巨圆圆
卢天健
机构
南京航空
航天
大学机械结构力学及控制国家重点实验室
南京航空
航天
大学多功能轻量化
材料与
结构工信部重点实验室
中国航天科技创新研究院先进材料与能源研究中心
中船黄埔文冲船舶有限公司
海军
研究院
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第2期184-196,共13页
基金
国家自然科学基金(11972185
12032010)
国家重点实验室开发基金(MCMS-I-0222K01)。
文摘
为探究着角和攻角对薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能的影响,建立了三维有限元仿真模型,对4 mm厚芳纶层合板在着角单独作用下以及着/攻角联合作用下的弹道行为进行了计算.通过弹丸的剩余速度、靶板的极限弹道速度及穿孔能量阈值反映了芳纶层合板的抗侵彻性能,分析了其在不同工况下的变形与破坏机理.结果表明:薄芳纶层合板的弹道极限速度随初始着角的增加先减小后增大;随着入射速度的增大和初始着角的减小,着角改变量和攻角改变量均有减小的趋势;对于固定的着角,负攻角不利于子弹侵彻,正攻角有利于侵彻.
关键词
着角
攻角
芳纶层合板
平头弹
弹道极限速度
穿孔能量阈值
Keywords
impact angle
attack angle
aramid laminate
flat-nosed bullet
ballistic limit velocity
perforation energy threshold
分类号
O347 [理学—固体力学]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
力学超结构设计方法研究进展
姚谦
杨钊
王昕
翟智
李振
耿新宇
李秉洋
王鹏飞
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
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职称材料
2
高强韧仿生螺旋复合材料超结构设计与分析
王昕
李振
季海波
杨宏俊
李秉洋
王鹏飞
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
着角与攻角联合作用下薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能
季海波
王昕
苏金波
李振
王鹏飞
巨圆圆
卢天健
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
已选择
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